EP0702504A2 - Thermisches Rohr und Verfahren zur induktiven Erwärmung getränkter, elektrischer Baugruppen - Google Patents

Thermisches Rohr und Verfahren zur induktiven Erwärmung getränkter, elektrischer Baugruppen Download PDF

Info

Publication number
EP0702504A2
EP0702504A2 EP95114461A EP95114461A EP0702504A2 EP 0702504 A2 EP0702504 A2 EP 0702504A2 EP 95114461 A EP95114461 A EP 95114461A EP 95114461 A EP95114461 A EP 95114461A EP 0702504 A2 EP0702504 A2 EP 0702504A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
thermal
thermal tube
primary circuit
inductive heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95114461A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0702504A3 (de
Inventor
Joachim Dr.-Ing. Sabinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VEM-Elektroantriebe GmbH
Original Assignee
VEM-Elektroantriebe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VEM-Elektroantriebe GmbH filed Critical VEM-Elektroantriebe GmbH
Publication of EP0702504A2 publication Critical patent/EP0702504A2/de
Publication of EP0702504A3 publication Critical patent/EP0702504A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating

Definitions

  • the invention relates to a device and the method for inductive heating, in particular for curing and drying impregnated windings of electrical machines with concentrated or distributed winding in electrical engineering.
  • the insulation system determines the resilience and the lifespan of the products. High mechanical, electrical and thermal properties of the insulation of the windings are required. This can only be achieved by combining different insulating materials and reactive resins, e.g. Epoxy resins or silicone resins. This insulation means that air pockets are excluded.
  • DE 33 23 154 discloses a method for impregnating and embedding electrical windings which partially avoids these disadvantages.
  • the reaction resin and the windings are first dried and then impregnated or cast using a vacuum pressure process. Drying and degassing in ovens is supported by current heat in the electrical conductor of the winding. The temperatures that can be achieved are up to 140 ° C. This is followed by further curing in normal drying ovens at higher temperatures.
  • This process has the disadvantage that the heating period is still relatively long and further curing in normal drying ovens is required.
  • the invention has for its object to provide a device and a method for inductive heating of impregnated or non-impregnated electrical assemblies of electrical machines, which allows a high heat input in a short period of time, improves the efficiency of heat generation and the heat sources in and immediately and concentrated at the optimal point and thus simplifies the heating of the component and enables both resin securing and complete curing.
  • the primary and secondary heat sources act directly on the component to be hardened.
  • the advantages result from the direct heat radiation at the right place and the optimal air flow for the convective heat input into the respective assembly and an optimal heat conduction within the assembly to be heated. This results in the advantages of making the temperatures more uniform, shortening the curing time and improving thermal efficiency.
  • the device according to the invention is used for drying and curing components of electrical machines impregnated with impregnating varnish or resins, in particular primary circuits 1.
  • a composite sheet metal tube 2, also referred to as a thermal tube 2 is used as the secondary circuit 2.
  • the thermal tube 2 consists of an inner tube 3 with ferromagnetic properties, in the exemplary embodiment preferably from an approximately 3 mm thick iron tube.
  • the outer tube 4 consists of a nonferromagnetic but electrically good conductive material, preferably a 1 mm thick copper tube in the exemplary embodiment. In the outer tube 4, which is closer to the primary circuit 1, heat is generated by the alternating field action of the primary circuit 1 via eddy currents which are associated therewith.
  • an alternating voltage ⁇ 0.4 U N is applied to the primary circuit 1, which also generates heat in the winding of the primary circuit 1.
  • the thermal tube 2 is the secondary heat source and the winding of the primary circuit 1 is the primary heat source.
  • the AC voltage can have a frequency of 50 Hz, but other frequencies are also conceivable.
  • the voltage connection in three-phase stands is three-phase, but can also take place in a different phase, for example two-phase when the phase connections change over time.
  • the AC voltage generates a rotating field in the stator winding or when connected ⁇ 3-phase alternating field in the stator bore.
  • the rotating or alternating field passes through the thermal tube 2 which is fixed in the stator bore.
  • the iron portion of the inner tube 3 concentrates the magnetic yoke of the field while increasing the flux and also contributes, although to a lesser extent than the outer tube 4, via the action of eddy currents for heat generation.
  • the thermal tube thus represents the main heat source for the process.
  • the final temperature and the time constant of the temperature profile in the thermal tube 2 can be set both via the stator voltage (primary circuit voltage), its frequency and also via the air gap 5 between the thermal tube 2 and the primary circuit 1.
  • the uniform heating in the drying and curing process requires an air gap 5 of approximately 20 mm to 70 mm.
  • the thermal tube 2 consists of at least two or more circle segments 6.
  • the construction of the thermal tube 2 in the exemplary embodiment comprises four circular segments 6, two circular segments 6 each being connected in pairs via hinges 7.
  • the length of the thermal tube 2 corresponds at least to the largest laminated core length of a primary circuit 1.
  • the thermal tube 2 is locked to the primary circuit inner bore by means of an adapter using the contact pressure due to the thermal expansion of the thermal tube 2 or by means of a cross 9 with elongated holes, preferably over the centering edge of the primary circuit 1.
  • the circle segments 6 of the thermal tube 2 are preferably connected by flexible electrical conductors 8 and can overlap. For better handling and adjustment of the The device can be arranged on the inside of the thermal tube 2 in the area of the hinges 7.
  • a fan is arranged in a thermally insulated envelope structure, which circulates the air through the primary circuit bore on both sides of the thermal tube 2 and over the primary circuit outside.
  • the combination of the heating of the primary circuit winding and the thermal tube 2 acts primarily on the winding-slot-tooth areas which are decisive for the dielectric strength, as a result of which the temperatures of the winding in the slot and winding head area and over the main insulation in the slot area become more uniform compared to conventional heating. This forms the basis for shortening the heating-up time and achieving the degree of curing of the main insulation faster, which technically leads to a shortening of the curing time.
  • the device of the embodiment includes a three-phase connection.
  • the voltage is regulated in 20% steps via a control transformer.
  • the inductively loaded and heated module is compensated on the secondary side of the transformer.
  • the voltage setting of the transformer is regulated via the measured values of the process-determining temperatures on the assembly to be hardened.
  • the compensation system switches on at 20% of the heating voltage and compensates automatically at the beginning of the process.
  • the respective set capacity is maintained during the drying and curing process.
  • the process can also be run with 20% to 40% of the heating voltage.
  • the effect of the thermal tube 2 is brought back to the comparable end temperature by shortening the air gap 5 by shortening the thermal time constant and thus increased significantly.
  • the main heat source in this process is therefore the thermal tube 2.
  • the heat source primary circuit winding acts due to the smaller current that comes in square, only subordinate.
  • the three-phase winding can also be connected to voltage in two phases.
  • the primary circuit 1 as the excitation circuit can be inside and the outside around the primary circuit 1 is the thermal tube 2.
  • This variant is used for drying and curing the rotors of electrical machines. If the rotor is a short-circuit rotor, a high frequency must be used in the excitation circuit.
  • the thermal tube 2 can also consist only of a non-ferromagnetic but electrically highly conductive material.
  • the normally inner tube 3 of the composite sheet is then omitted. This reduces the amount of heat that is required to heat the thermal tube 2.
  • the entire curing process can be divided into three process steps.
  • the resin is gelled in the winding area in the shortest possible time. A resin fuse thus occurs.
  • the resin layer should be quickly warmed up to the temperature at which the polymerisation of the resin begins (e.g. in epoxy-anhydride systems approx. 85 °) where the closed nature of the resin system is particularly important with regard to insulation C).
  • This phase is completed in this resin system due to the lower mobility of the molecular groups at approx. 120 ° C.
  • the third phase corresponds to the conventional curing phase. Due to the rapid reaching of the curing temperature also in the winding area, the overall process is shortened.
  • the elimination of the first phase may also be desired. Nevertheless, the method enables a constant temperature rise over all areas of the component to be hardened with almost the same energy savings.
  • the resin lock can still be carried out within the impregnation container after the impregnation process has been completed.
  • the insulating parts with their low thermal conductivity support this process, as a result of which the iron parts do not influence the draining of excess resin.
  • the frequency of the voltage should be matched to the respective resin.
  • the connections can be changed.
  • the thermal conductivity of the thermal tube 2 ensures temperature compensation on this.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Mit dem thermischen Rohr wird eine induktive Einrichtung zur Erwärmung elektrischer Baugruppen nach dem Tränken dieser Baugruppen und ein Verfahren zum Trocken- und Aushärteprozeß mit der erfindungemäßen Einrichtung vorgeschlagen.
Der Primärkreis (1) wird an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. In der Primärkreisinnenbohrung wird das thermische Rohr (2), bestehend aus einem Verbundblechrohr, wobei das innere Rohr (3) des Verbundblechrohres aus einem ferromagnetischen Material besteht und das äußere Rohr (4) aus einem nichtferromagnetischen aber elektrisch gut leitenden Material besteht, fest arretiert. Durch die Induktion kommt es zur Erwärmung des thermischen Rohres (2). Diese Wärme wird zur Aushärtung der Isolation genutzt. Mit Hilfe des thermischen Rohres (2) wird eine sogenannte Harzsicherung (Hautbildung des Harzes) vor der eigentlichen Aushärtung vorgenommen.
Anwendungsgebiete des thermischen Rohres sind insbesondere im Elektromaschinenbau gegeben.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und das Verfahren zur induktiven Erwärmung insbesondere zur Aushärtung und Trocknung von imprägnierten Wicklungen elektrischer Maschinen mit konzentrierter oder verteilter Wicklung in der Elektrotechnik.
    • Stand der Technik
  • In der Elektrotechnik bei der Fertigung von hochausgelegten elektrischen Maschinen ist ein wesentliches Problem die Auslegung und Herstellung der gesamten Isolationssysteme. Das Isolationssystem bestimmt die Belastbarkeit und die Lebensdauer der Erzeugnisse. Gefordert werden hohe mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften der Isolation der Wicklungen. Dies kann nur erreicht werden, durch die Kombination verschiedener Isolierstoffe und Reaktionsharzen, wie z.B. Epoxidharzen oder Silikonharzen. Diese Isolierungen bedingen einen Ausschluß von Lufteinschlüssen.
  • Damit alle freien Zwischenräume zwischen Blechpaket und Wicklungswerkstoff einerseits und Wicklungswerkstoff und Nutbefestigung andererseits ausgefüllt und in der Regel die mehreren Lagen Isolierbänder durchtränkt werden, ist es notwendig die Viskosität der Reaktionsharze so niedrig wie möglich zu wählen.
  • Um die schädlichen Lufteinschlüsse zu vermeiden, werden heute weitestgehend Vakuum-Druck-Imprägnierverfahren gewählt. In aufwendigen Imprägnieranlagen wird zunächst die vorhandene Luft weitgehend evakuiert, um dann mit Überdruck das Imprägnierharz in die freien Zwischenräume der Nuten einzubringen. Nach der Imprägnierung werden die getränkten elektrischen Maschinen in speziellen Öfen getrocknet und ausgehärtet. Die nötige Reaktionswärme wirkt dabei von außen auf die Isolation in den Nuten der Blechpakete ein. Das bedeutet, der mit der Gelierung einsetzende Aushärtungsprozeß beginnt in den Außenzonen und setzt sich nach innen weiter fort. Bei den hochreaktiven und schnell gelierenden Tränkharzen führt dies zu beträchtlichen inneren Spannungen und zu Gas- und Schrumpflunkern.
  • Außerdem vergeht eine relativ lange Zeit, bis der Wärmeeintrag von außen so weit erfolgt ist, daß der Gelierungsprozeß beginnt.
  • Das dünnflüssige Harz läuft bis zum Gelierungsprozeß teilweise wieder aus. Deshalb kann die Viskosität bestimmte Grenzwerte nicht unterschreiten, was jedoch das Eindringen des Reaktionsharzes in alle freien Zwischenräume wieder erschwert.
  • Zur Verhinderung des Auslaufens werden zusätzlich Katalisatoren als Beschleuniger für den Gelierprozeß eingesetzt. Der gesamte Tränk- und Aushärteprozeß ist sehr zeit- und energieaufwendig.
  • Durch die lange Trocknungszeit verdampfen die in den Reaktionsharzen noch vorhandenen umweltschädlichen Lösungsmittel und bilden im Inneren des gelierenden Reaktionsharzes nicht gewünschte kleinste Gaslunker.
  • Aus der DE 33 23 154 ist ein Verfahren zur Imprägnierung und Einbettung von elektrischen Wicklungen bekannt, die diese Nachteile teilweise vermeidet. Dabei werden das Reaktionsharz und die Wicklungen zunächst getrocknet und dann wird mit Hilfe eines Vakuum-Druck-Verfahrens imprägniert bzw. vergossen. Die Trocknung und Entgasung wird in Öfen durch Stromwärme im elektrischen Leiter der Wicklung unterstützt. Die damit erzielbaren Temperaturen betragen bis zu 140 °C. Anschließend erfolgt eine weitere Aushärtung in normalen Trocknungsöfen bei höheren Temperaturen.
    • Kritik des Standes der Technik
  • Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß der Zeitraum für die Erwärmung noch relativ lang ist und eine weitere Aushärtung in normalen Trocknungsöfen erforderlich ist.
    • Problem
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur induktiven Erwärmung von getränkten bzw. nicht getränkten elektrischen Baugruppen elektrischer Maschinen zu schaffen, die in einem kurzem Zeitraum einen hohen Wärmeeintrag ermöglicht, den Wirkungsgrad der Wärmeerzeugung verbessert und die Wärmequellen im und unmittelbar und an der optimalen Stelle konzentriert und damit die Erwärmung des Bauteiles vereinfacht und sowohl eine Harzsicherung als auch vollständige Aushärtung ermöglicht.
    • Erzielbare Vorteile
  • Mit der Erfindung des thermischen Rohres wirken die primäre und sekundäre Wärmequelle unmittelbar auf das auszuhärtende Bauteil.
  • Die Vorteile ergeben sich somit durch die direkte Wärmestrahlung am richtigen Ort und der damit gegebenen optimalen Luftführung für den konvektiven Wärmeeintrag in die jeweilige Baugruppe und in einer optimalen Wärmeleitung innerhalb der zu erwärmenden Baugruppe. Damit ergeben sich die Vorteile einer Vergleichmäßigung der Temperaturen, einer Verkürzung der Aushärtezeit und eines verbesserten thermischen Wirkungsgrades.
  • Mit der sogenannten Harzsicherung wird eine erste Hautbildung des Harzes erreicht und damit eine Harzbindung nach dem Tränken optimiert. Weiterhin kann mit dem thermischen Rohr die vollständige Aushärtung vorgenommen werden. Eine weitere Steigerung der Qualität ist damit gegeben.
    • Weitere Ausgestaltung der Erfindung
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben. Die Weiterbildungen nach Anspruch 2 stellt einen Sonderfall dar, bei dem der magnetische Rückschluß wegfällt. Die Weiterbildungen nach Anspruch 3, 4, 7 und 8 dienen zur besseren Anpassung des thermischen Rohres an die unterschiedlichen Durchmesser der Primärkreise. Die Weiterbildungen nach Anspruch 5 und 6 dienen zur guten elektrischen Verbindung der Kreissegmente des thermischen Rohres. Eine Weiterbildung, bei der der Primärkreis und Sekundärkreis miteinander vertauscht sind, ist in Anspruch 9 beschrieben. Mit der Weiterbildung des Anspruches 10 wird die thermische Wirkung der Einrichtung verstärkt. Das Verfahren unter Nutzung der erfindungemäßen Einrichtung ist im Anspruch 11 beschrieben.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Verfahrensschritte
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 die schematisierte Darstellung des Primärkreises und des Sekundärkreis als thermisches Rohr und
    • Fig. 2 die schematisierte Darstellung des thermischen Rohres mit paarweisen Kreissegmenten innerhalb des Primärkreises.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung dient zum Trocknen und Aushärten von mit Tränklack oder Harzen imprägnierten Baugruppen elektrischer Maschinen insbesondere von Primärkreisen 1. Als Sekundärkreis 2 wird ein Verbundblechrohr 2, weiterhin als thermisches Rohr 2 bezeichnet, verwendet. Das thermische Rohr 2 besteht aus einem inneren Rohr 3 mit ferromagnetischen Eigenschaften, im Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus einem ca. 3 mm dicken Eisenrohr. Das äußere Rohr 4 besteht aus einem nichtferromagnetischen aber elektrisch gut leitenden Material, im Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus einem 1 mm dicken Kupferrohr. Im äußeren Rohr 4, welches zum Primärkreis 1 näher liegt, wird durch die wechselnde Feldeinwirkung des Primärkreises 1 über damit im Zusammenhang entstehende Wirbelströme Wärme erzeugt. Am Primärkreis 1 wird dazu eine Wechselspannung < 0,4 UN angelegt, die in der Wicklung des Primärkreises 1 ebenfalls Wärme erzeugt. Das thermische Rohr 2 stellt die sekundäre Wärmequelle und die Wicklung des Primärkreises 1 stellt die primäre Wärmequelle dar. Die Wechselspannung kann eine Frequenz von 50 Hz besitzen, andere Frequenzen sind jedoch auch denkbar. Der Spannungsanschluß erfolgt im Ausführungsbeispiel bei Drehstromständern dreiphasig, kann aber auch andersphasig, z.B. zweiphasig bei zeitlichem Wechsel der Phasenanschlüsse erfolgen. Die Wechselspannung erzeugt in der Ständerwicklung ein Drehfeld oder bei Anschluß < 3-Phasen ein Wechselfeld in der Ständerbohrung. Das Dreh- oder Wechselfeld durchsetzt das in der Ständerbohrung feststehende thermische Rohr 2. Der Eisenanteil des inneren Rohres 3 konzentriert den magnetischen Rückschluß des Feldes bei gleichzeitiger Verstärkung des Flusses und trägt, wenn auch im geringeren Umfang als das äußere Rohr 4, ebenfalls über die Wirkung der Wirbelströme zur Wärmegewinnung bei. Das thermische Rohr stellt somit die Hauptwärmequelle für den Prozeß dar. Die Endtemperatur sowie die Zeitkonstante des Temperaturverlaufes im thermischen Rohr 2 können sowohl über die Ständerspannung (Primärkreisspannung), deren Frequenz als auch über den Luftspalt 5 zwischen thermischem Rohr 2 und Primärkreis 1 eingestellt werden. Die Sicherung einer schnellen und gleichmäßigen Erwärmung der Baugruppe bei sofortiger Erwärmung des Harzes in der Hauptisolierung bedingt einen Ständerstrom gleich bzw. größer dem Nennstrom und eine schnelle Erwärmung des thermischen Rohres 2 auf die maximal zulässige Temperatur. Die gleichmäßige Erwärmung im Trocken- und Aushärteprozeß bedingt einen Luftspalt 5 von ca. 20 mm bis 70 mm.
  • Die Anpassung des thermischen Rohres 2 an unterschiedliche Verfahrensparameter und der universelle Einsatz dieses über mehrere Primärkreisgrößen hinweg, wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das thermische Rohr 2 aus mindestens zwei oder mehreren Kreissegmenten 6 besteht. Die Konstruktion des thermischen Rohres 2 im Ausführungsbeispiel umfaßt vier Kreissegmente 6, wobei jeweils zwei Kreissegmente 6 über Scharniere 7 paarweise verbunden sind. Die Länge des thermischen Rohres 2 entspricht im Minimum der größten Blechpaketlänge eines Primärkreises 1. Die Arretierung des thermischen Rohres 2 zur Primärkreisinnenbohrung erfolgt mittels eines Adapters unter Nutzung des Anstelldruckes durch die Wärmeausdehnung des thermischen Rohres 2 oder durch ein Kreuz 9 mit Langlöchern vorzugsweise über den Zentrierrand des Primärkreises 1. Die Kreissegmente 6 des thermischen Rohres 2 sind vorzugsweise durch flexible, elektrische Leiter 8 verbunden und können sich überlappen. Zur besseren Handhabung und Einstellung der Einrichtung können an der Innenseite des thermischen Rohres 2 im Bereich der Scharniere 7 Feststeller 10 angeordnet sein.
  • Zur Verstärkung der thermischen Wirkung ist im Ausführungsbeispiel ein Lüfter in einer thermisch isolierten Hüllkonstruktion angeordnet, der die Luft durch die Primärkreisbohrung beidseitig des thermischen Rohres 2 und über die Primärkreisaußenseite im Kreislauf führt.
  • Die Kombination der Erwärmung der Primärkreiswicklung und des thermischen Rohres 2 wirkt primär auf die für die Spannungsfestigkeit entscheidenden Wicklungs-Nut-Zahn-Bereiche, wodurch sich die Temperaturen der Wicklung im Nut- und Wickelkopfbereich und über der Hauptisolierung im Nutbereich gegenüber der konventionellen Erwärmung vergleichmäßigen. Dies stellt die Grundlage für die Verkürzung der Anwärmzeit und eine schnellere Erreichung des Aushärtegrades der Hauptisolierung dar, was technisch zu einer Verkürzung der Aushärtezeit führt.
  • Die Einrichtung des Ausführungsbeispieles beinhaltet einen dreiphasigen Anschluß. Die Spannung wird über einen Regeltrafo in 20%-Schritten geregelt. Zur Minimierung der Trafoleistung erfolgt auf der Sekundärseite des Trafos die Kompensation der induktiv belasteten und zu erwärmenden Baugruppe. Die Stellung der Spannung des Trafos erfolgt geregelt über die Meßwerte der Prozeßbestimmenden Temperaturen an der auszuhärtenden Baugruppe.
  • Die Kompensationsanlage schaltet bei 20 % der Heizspannung zu und kompensiert automatisch zu Beginn des Prozesses. Die jeweilig eingestellte Kapazität wird während des Trocken- und Aushärteprozesses beibehalten.
  • Der Prozeß kann bei dieser Einrichtung auch mit 20 % bis 40 % der Heizspannung gefahren werden. Die Wirkung des thermischen Rohres 2 wird durch die Verkleinerung des Luftspaltes 5 wieder auf die vergleichbare Endtemperatur bei Verkürzung der thermischen Zeitkonstante gebracht und damit wesentlich erhöht.
  • Die wesentliche Wärmequelle in diesem Prozeß ist somit das thermische Rohr 2. Die Wärmequelle Primärkreiswicklung wirkt bedingt durch den kleineren Strom, der im Quadrat eingeht, nur noch untergeordnet.
  • Zur Vermeidung von größeren Umfangskräften auf das thermische Rohr 2 bei kleinen Luftspalten 5 kann die Drehstromwicklung auch zweiphasig an Spannung gelegt werden.
  • Die völlige Vertauschung der Einrichtung ist durchführbar, d.h. der Primärkreis 1 als Erregerkreis kann innen liegen und außen um den Primärkreis 1 herum liegt das thermische Rohr 2. Diese Variante wird beim Trocknen und Aushärten von Läufern elektrischer Maschinen benutzt. Ist der Läufer ein Kurzschlußläufer, so muß im Erregerkreis mit einer hohen Frequenz gearbeitet werden.
  • In einer weiteren Variante kann auch das thermische Rohr 2 nur aus einem nichtferromagnetischen aber elektrisch gut leitenden Material bestehen. Das im Normalfall innere Rohr 3 des Verbundbleches fällt dann weg. Damit verringert sich die Wärmemenge, die zum Aufheizen des thermischen Rohres 2 benötigt wird.
  • Der gesamte Aushärteprozeß kann nach diesem Verfahren im Gegensatz zu den konventionellen Verfahren in drei Verfahrensschritte unterteilen. Im ersten Verfahrensschritt wird das Harz in kürzester Zeit im Wicklungsbereich angeliert. Damit tritt eine Harzsicherung ein. Die Harzschicht soll dabei vor dem Aushärten an den Stellen, wo die Geschlossenheit des Harzsystems eine besondere Bedeutung hinsichtlich der Isolation hat, schnell auf die Temperatur erwärmt werden, bei der die Polymerisation des Harzes einsetzt (z.B. bei Epoxid-Anhydrid-Systemen ca. 85° C). Diese Phase ist bei diesem Harzsystem durch die geringere Beweglichkeit der Molekülgruppen bei ca. 120° C abgeschlossen. Danach tritt die zweite Phase, das Aufheizen auf die Aushärtetemperatur bei einer Vergleichmäßigung aller Temperaturen der Baugruppen ein. Die dritte Phase entspricht der konventionellen Aushärtephase. Bedingt durch die schnelle Erreichung der Aushärtetemperatur auch im Wicklungsbereich verkürzt sich der Gesamtprozeß.
  • Eine weitere Verkürzung des Prozeßes kann durch eine zusätzliche Lufterwärmung erreicht werden. Diese Kopplung mit einem konventionellen Verfahren würde jedoch eine Verschlechterung des Wirkungsgrades ergeben.
  • In Sonderfällen kann auch der Wegfall der ersten Phase gewünscht sein. Trotzdem ermöglicht das Verfahren einen durchgehend gleichmäßigen Temperaturanstieg über alle Bereiche der auszuhärtenden Baugruppe bei nahezu gleicher Energieeinsparung.
  • Mit diesem Verfahren kann über eine Reduzierung des Luftspaltes 5 eine wesentliche Erhöhung der Wärmestrahlung erreicht werden, die die oberflächlichen Harzschichten auf der Spulenhauptisolierung, auf der Spulenschaltung und auf den Nutkeilen so beeinflußt, daß es zu einer Art Hautbildung kommt.
  • Die Harzsicherung kann noch innerhalb des Tränkbehälters nach Abschluß des Tränkprozesses durchgeführt werden. Die Isolierteile mit ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit unterstützen im Gegensatz zu den Eisenteilen diesen Prozeß, wodurch das Abtropfen überflüssigen Harzes von den Eisenteilen nicht beeinflußt wird.
  • Die Frequenz der Spannung sollte auf das jeweilige Harz abgestimmt sein.
  • Bei einem 2-Phasenanschluß können die Anschlüsse gewechselt werden. Die Wärmeleitfähigkeit des thermischen Rohres 2 sorgt für einen Temperaturausgleich auf diesem.

Claims (12)

  1. Einrichtung zur induktiven Erwärmung von Baugruppen elektrischer Maschinen, bestehend aus einem Primärkreis und Sekundärkreis,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Primärkreis (1) als Erregerkreis durch ein Wechsel- oder Drehstromkreis gespeist wird und der Sekundärkreis (2) am Primärkreis (1) arretiert ist und aus einem thermischen Verbundblechrohr (2) besteht, wobei das innere Rohr (3) des Verbundbleches aus einem ferromagnetischen Material besteht und das äußere Rohr (4), welches zum Primärkreis (1) näher liegt, aus einem nichtferromagnetischen aber elektrisch gut leitenden Material besteht und der Luftspalt (5) zwischen dem Primärkreis (1) und dem Sekundärkreis (2) variabel ist.
  2. Einrichtung zur induktiven Erwärmung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das thermische Rohr (2) nur aus einem nichtferromagnetischen aber elektrisch gut leitenden Material in Rohrform, durchbrochene Rohrform oder aus Ringen besteht.
  3. Einrichtung zur induktiven Erwärmung gemäß Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das thermische Rohr (2) aus mindestens zwei oder mehreren Kreissegmenten (6) besteht, die vorzugsweise paarweise mit Scharnieren (7) miteinander verbunden sind.
  4. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kreissegmente (6) des thermischen Rohres (2) sich teilweise überlappen.
  5. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kreissegmente (6) des thermischen Rohres (2) durch flexible elektrische Leiter (8) verbunden sind.
  6. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kreissegmente (6) des thermischen Rohres (2) auf ihrer Außenseite in definierten Bereichen zusätzlich mit einem elektrisch gut leitenden Kontaktstoff versehen sind.
  7. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kreissegmente (6) des thermischen Rohres (2) außerhalb des Primärkreises (1) radial verschiebbar, an einem am Primärkreis (1) befestigten Kreuz (9) mit Langlöchern oder an einer separaten Haltevorrichtung befestigt sind.
  8. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kreissegmente (6) des thermischen Rohres (2) im Bereich der Scharniere (7) auf der Innenseite Feststeller (10) besitzen.
  9. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das thermische Rohr (2) in ein eigenständiges inneres Rohr (3) aus ferromagnetischem Material, welches gleichzeitig zur Halterung des thermischen Rohres (2) dienen kann und in ein eigenständiges äußeres Rohr (4) aus nichtferromagnetischem Material aufgeteilt ist, wobei der Luftspalt zwischen diesen Rohren variabel sein kann.
  10. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Primärkreis (1) als Erregerkreis innen liegt und außen um den Primärkreis (1) herum das thermische Rohr (2) liegt, wobei das innere Rohr (3) und das äußere Rohr (4) getauscht sind, d.h. das Rohr mit den ferromagnetischen Eigenschaften liegt in diesem Fall außen.
  11. Einrichtung zur induktiven Erwärmung nach Anspruch 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Lüfter zur Luftumwälzung angeordnet ist, der die Luft so umwälzt, daß der Wärmetransport vom thermischen Rohr (2) in die elektrische Baugruppe unterstützt wird.
  12. Verfahren zur induktiven Erwärmung, Trocknung und Aushärtung von getränkten bzw. nicht getränkten elektrischen Baugruppen unter gleichzeitiger Ausnutzung der erzeugten Wärme infolge eines Stromflußes durch diese Baugruppe,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Erwärmung durch den Stromfluß durch die elektrische Baugruppe und zusätzlich durch ein thermisches Rohr (2) infolge Strahlung und Konvektion erfolgt und in einem ersten Verfahrensschritt durch eine schnelle Erwärmung die sogenannte Harzsicherung erreicht wird, in einem zweiten Verfahrensschritt die Aufheizung auf die Aushärtetemperatur und in einem dritten Verfahrensschritt die Aushärtung erfolgt, wobei die Harzsicherung als Hautbildung aber auch als eine umfassende Angelierung des Harzes im gesamten Wicklungsbereich durchgeführt werden kann.
EP95114461A 1994-09-16 1995-09-14 Thermisches Rohr und Verfahren zur induktiven Erwärmung getränkter, elektrischer Baugruppen Withdrawn EP0702504A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4432978 1994-09-16
DE19944432978 DE4432978C2 (de) 1994-09-16 1994-09-16 Vorrichtung und Verfahren zur induktiven Erwärmung getränkter elektrischer Baugruppen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0702504A2 true EP0702504A2 (de) 1996-03-20
EP0702504A3 EP0702504A3 (de) 1996-12-18

Family

ID=6528357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP95114461A Withdrawn EP0702504A3 (de) 1994-09-16 1995-09-14 Thermisches Rohr und Verfahren zur induktiven Erwärmung getränkter, elektrischer Baugruppen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0702504A3 (de)
DE (1) DE4432978C2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644187A1 (de) * 1996-10-24 1998-04-30 Vem Elektroantriebe Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Vorwärmen, Imprägnieren und Aushärten von Imprägniermitteln in Wicklungseinzelteilen sowie deren Baugruppen elektrischer Maschinen
DE10360285B4 (de) * 2003-12-20 2005-10-13 Gottlob Thumm Gmbh Vorrichtung zum Einbringen von Imprägniermitteln in elektrische Bauteile

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2181274A (en) * 1938-05-11 1939-11-28 Utilities Coordinated Res Inc Induction heater construction
GB679127A (en) * 1949-07-26 1952-09-10 Robert Harry Barfield Containers for heating by induction
DE902416C (de) * 1951-07-29 1954-01-21 Carl Schoerg Dipl Ing Vorrichtung zur induktiven Beheizung von Rohren, Gefaessen u. dgl.
DE3323154A1 (de) * 1983-06-27 1985-01-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur impraegnierung und einbettung von elektrischen wicklungen
DE3534091A1 (de) * 1985-09-25 1987-04-02 Philips Patentverwaltung Vorrichtung zum verbinden von keramikteilen mittels glaslot
DE4139541A1 (de) * 1991-11-30 1993-06-03 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum verbinden einer elektrischen wicklung mit einem eisenkern

Also Published As

Publication number Publication date
EP0702504A3 (de) 1996-12-18
DE4432978C2 (de) 2001-02-08
DE4432978A1 (de) 1996-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3251196B1 (de) Selbstklebende nutverschlussvorrichtung für eine elektrische maschine
DE1613122A1 (de) Dynamoelektrische Maschine
DE102018116031A1 (de) Elektromotor mit zu Statornuten beabstandeten elektrischen Leitern
WO2023067084A1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektrischen maschine
DE112016005116T5 (de) Wicklungs- und statoranordnung einer elektrorotationsmaschine
EP1297606B1 (de) Teilentladungsfeste isolierung für elektrische leiter
EP0224694B1 (de) Verfahren zur Herstellung der Wicklung einer elektrischen Maschine
EP4141905B1 (de) Röntgenröhre mit einem isolationskörper, der einen gusskörper umfasst
DE4432978C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur induktiven Erwärmung getränkter elektrischer Baugruppen
EP0545033A2 (de) Verfahren zum Verbinden einer elektrischen Wicklung mit einem Eisenkern
EP2915170B1 (de) Isolationsanordnung für eine hochspannungsmaschine
EP2235810A2 (de) Verfahren zur verbesserten herstellung der isolierung eines leiterelementes für eine elektrische maschine
DE60036904T2 (de) Verfahren zur Imprägnierung einer Wicklung mit Harz mit zwei getrennten Verfahrensschritten zum Einarbeiten von Partikeln und zur Imprägnierung
DE102020126184B4 (de) Elektrische Maschine
EP0088261B1 (de) Hochspannungsisolation für rotierende elektrische Maschinen
DE4219064A1 (de) Glimmschutzanordnung für die Statorwicklung einer elektrischen Maschine
DE102018109380A1 (de) Spulenanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung
DE102020133657A1 (de) Stator
EP4024685B1 (de) Verfahren zum herstellen eines rotors eines windenergieanlagengenerators sowie vorrichtung zum herstellen des rotors
WO2008125288A1 (de) Elektrisches bauteil mit wicklung und anzapfung
DE102024117956A1 (de) Stator, Verfahren zur Herstellung eines Stators und elektrische Maschine
DE102023108617A1 (de) Rotor einer elektrischen Maschine, elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen eines Rotors
DE2356433A1 (de) Elektrische spulenwicklung mit kuehloeffnungen und verfahren zu ihrer herstellung
DE19644187A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Vorwärmen, Imprägnieren und Aushärten von Imprägniermitteln in Wicklungseinzelteilen sowie deren Baugruppen elektrischer Maschinen
WO2022042801A2 (de) Klimafeste magnetspule

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT CH DE ES FR GB IT LI SE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

17P Request for examination filed

Effective date: 19960919

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT CH DE ES FR GB IT LI SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 19990430

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20010402